(57)【要約】【課題】  部品点数が少なく、製造コストの安い、信頼性の高いヘッダの製造方法及びそのヘッダの提供。【解決手段】  展開状態で金属板１の両端部２に先端側へ頂部となる三角形の山が連続した三角波状の端蓋部３を切断加工する。次いで、その金属板１を溝状または筒状に曲折形成し、その両端が閉塞されるように端蓋部３の各三角形の山の底辺でそれを折り曲げる。次いで、端蓋部３の突き合わせ部４をろう付け固定する。【選択図】        図２
2005147523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の金属板(1) を曲折して、箱状に形成する熱交換器用ヘッダの製造方法において、
前記金属板(1) は展開状態で、その両端部(2) に先端側へ頂部となる三角形の山が連続して三角波状（略三角波を含む、以下同じ）の端蓋部(3) を切断形成する工程と、
次いで、その金属板(1) を溝状または筒状に曲折成形すると共に、その溝状または筒状の両端が閉塞されるように、前記端蓋部(3) の夫々の前記三角形の山の底辺でそれを折り曲げて、隣接するその山の斜辺の前記切断した面どうしを突き合わせ接触させて、複数のその突き合わせ部(4) が放射状になるように形成する工程と、
夫々の突き合わせ部(4) をろう付け固定する工程と、を具備する熱交換器用ヘッダの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記金属板(1) は展開状態で、前記両端部(2) 方向に直交する方向の一方の側部(5) に、多数の先端膨出形の凸部(6) が互いに離間して多数形成され、他方の側部(7) にその凸部(6) に整合する多数の凹部(8) が形成され、
その金属板(1) を方形管状に曲折して、その継目に前記凸部(6) と凹部(8) との嵌着部を形成し、
その方形の折り曲げ線(9) の位置に、前記三角波状の谷(10)を位置させると共に、
複数の前記突き合わせ部(4) をその管の中心から放射状に形成した熱交換器用ヘッダの製造方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記金属板(1) は展開状態で、前記両端部(2) 方向に直交する方向の一方の側部(5) に、多数の先端膨出形の凸部(6) が互いに離間して多数形成され、他方の側部(7) にその凸部(6) に整合する多数の凹部(8) が形成され、
その金属板(1) を円形管状に曲折して、その継目に前記凸部(6) と凹部(8) との嵌着部を形成し、
複数の前記突き合わせ部(4) をその管の中心から放射状に形成した熱交換器用ヘッダの製造方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３において
両端閉塞の筒状に形成した後に、その端蓋部(3) に整合する凹陥部(12)を有する金型(13)で、その端蓋部(3) を押圧成形し、前記突き合わせ部(4) の面どうしを接触圧着させるようにした熱交換器用ヘッダの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記金属板(1) は外面に予めろう材が被覆されたものを用い、前記ろう付けを高温の炉内で行うこととした熱交換器用ヘッダの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかの製造方法により製造された熱交換器用ヘッダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車用の熱交換器に用いられるヘッダに関し、エンジン冷却水冷却用熱交換器、インタークーラー、コンデンサ、その他に最適な製造容易で製造コストの低いものに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン冷却水冷却用熱交換器や、インタークーラー等は、細長い箱状に形成されたタンク本体と、その開口を閉塞するチューブプレートとからなるものが広く採用されている。タンク本体として金属板を用いるものは、金属板をプレスにより順次、絞り成形して箱状に成形するものが存在する。このようなプレス成形品は、複数の絞り金型を必要とし、金型コストが高くなる欠点がある。そこで、金型コストを低下させるため、金属板を切断後に折り曲げ成形し、タンク本体を製造する提案が各種なされている。例えば、下記特許文献１、特許文献２が存在する。
【０００３】
前者は、図１０（Ａ）の如く、平面を矩形状に切断し、その長手方向両端に端蓋部３を一体的に突設する。その端蓋部３の両側にはろう付け代23ａが設けられている。そして図において、それぞれの折り曲げ線９で山折に折り曲げ、図１０（Ｂ）の如く形成する。なお、金属板１は予めその外周面にろう材が被覆されたものが用いられる。
次に、このようにしてなるヘッダ本体の開口部にチューブプレートを嵌着し、炉内で一体的にろう付け固定してヘッダを形成するものである。また、図１１に示す後者のヘッダは、端蓋部３の外周とそれに接触する本体部との接合状態を保持するため、本体部の両端部に変形部23を形成したものである。
また、図１２に示す如く、金属板を曲折して、管状に形成し、その両端に蓋20を被嵌し、各接触部間をろう付け固定したものも知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２２７８４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０に示すヘッダ本体は、端蓋部３の両縁部とそれに対向する側壁との間に隙間ができやすい。即ち、成形した金属板１のスプリングバックにより互いに離反する方向に移動し、隙間が形成されやすい欠点がある。また、図１１に示すヘッダ本体はその端部に変形部23を設けることにより、端蓋部３との接触状態を保とうとしているものの、その成形が面倒であると共に、やはりその隙間が広がる傾向にある。さらに、図１０及び図１１に示すヘッダ本体はそれに整合するチューブプレートを必要とし、部品点数が多くなる欠点がある。
【０００６】
また、図１２に示すヘッダは、そのヘッダ本体の両端に蓋20を必要とし、部品点数が多くなると共に、その組立て工数が増える欠点がある。
そこで本発明は、簡易な金型でヘッダを形成できると共に、その折り曲げ部の継ぎ目の信頼性を向上させたヘッダを提供することを課題とする。更には、部品点数が少なく製造コストの安いヘッダを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の本発明は、平板状の金属板(1) を曲折して、箱状に形成する熱交換器用ヘッダの製造方法において、
前記金属板(1) は展開状態で、その両端部(2) に先端側へ頂部となる三角形の山が連続して三角波状（略三角波を含む、以下同じ）の端蓋部(3) を切断形成する工程と、
次いで、その金属板(1) を溝状または筒状に曲折成形すると共に、その溝状または筒状の両端が閉塞されるように、前記端蓋部(3) の夫々の前記三角形の山の底辺でそれを折り曲げて、隣接するその山の斜辺の前記切断した面どうしを突き合わせ接触させて、複数のその突き合わせ部(4) が放射状になるように形成する工程と、
夫々の突き合わせ部(4) をろう付け固定する工程と、を具備する熱交換器用ヘッダの製造方法である。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記金属板(1) は展開状態で、前記両端部(2) 方向に直交する方向の一方の側部(5) に、多数の先端膨出形の凸部(6) が互いに離間して多数形成され、他方の側部(7) にその凸部(6) に整合する多数の凹部(8) が形成され、
その金属板(1) を方形管状に曲折して、その継目に前記凸部(6) と凹部(8) との嵌着部を形成し、
その方形の折り曲げ線(9) の位置に、前記三角波状の谷(10)を位置させると共に、
複数の前記突き合わせ部(4) をその管の中心から放射状に形成した熱交換器用ヘッダの製造方法である。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、請求項１において、
前記金属板(1) は展開状態で、前記両端部(2) 方向に直交する方向の一方の側部(5) に、多数の先端膨出形の凸部(6) が互いに離間して多数形成され、他方の側部(7) にその凸部(6) に整合する多数の凹部(8) が形成され、
その金属板(1) を円形管状に曲折して、その継目に前記凸部(6) と凹部(8) との嵌着部を形成し、
複数の前記突き合わせ部(4) をその管の中心から放射状に形成した熱交換器用ヘッダの製造方法である。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、請求項２または請求項３において
両端閉塞の筒状に形成した後に、その端蓋部(3) に整合する凹陥部(12)を有する金型(13)で、その端蓋部(3) を押圧成形し、前記突き合わせ部(4) の面どうしを接触圧着させるようにした熱交換器用ヘッダの製造方法である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記金属板(1) は外面に予めろう材が被覆されたものを用い、前記ろう付けを高温の炉内で行うこととした熱交換器用ヘッダの製造方法である。
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項５のいずれかの製造方法により製造された熱交換器用ヘッダである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の熱交換器用ヘッダの製造方法は、金属板１の展開状態で端蓋部３が連続した多数の三角波状に形成され、その金属板１を溝状または筒状に曲折すると共に、端蓋部３のそれぞれの三角形の山の底辺でそれを折り曲げて、隣接する山の斜辺を形成する切断面どうしを突き合わせて接触させ、複数の突き合わせ部４が放射状になるようにし、その突き合わせ部４をろう付け固定するものである。
そのため、突き合わせ部４を容易に隙間なく形成することができ、ろう付けの信頼性を向上させ得る。即ち、放射状となる突き合わせ部４は、互いに突っ張りあい、その接触状態を維持して突き合わせ部４を隙間なく保持することができる。それにより、突き合わせ部４のろう付け部に隙間が生じることを防止し、信頼性の高い熱交換器用ヘッダを提供できる。
また、ろう付け後のヘッダは、耐圧性の高いものとなる。即ち、複数の突き合わせ部４が放射状であると共に、端蓋部３の各三角形の山の底辺で折り曲げられて、内圧に対して各三角形のろう付け部が分離することを防止する作用が働く。
【００１２】
請求項２に記載の本発明は、金属板１を方形管状に曲折して、その方形の折り曲げ線９の位置に三角波状の谷10を位置させ、複数の突き合わせ部４をその管の中心から放射状に形成させたものであるから、端蓋部３の各部のバランスがよく、ろう付けの信頼性が高く、且つ耐圧性の更に高いものとなる。また、製造し易く無理のないヘッダの形成が可能となる。
請求項３に記載の本発明は、金属板１を円形管状に曲折すると共に、端蓋部３においては、複数の突き合わせ部４をその管の中心から放射状に形成したものであるから、端蓋部３の各部のバランスが良く、ろう付けの信頼性及び耐圧性の高いものとなる。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、両端を閉塞した筒状に成形した後に、端蓋部３に整合する凹陥部12を有する金型13で、その端蓋部３を押圧成形し、突き合わせ部４の継目を互いに圧着するようにしたから、突き合わせ部４の隙間を更に少なくし、ろう付けの信頼性と耐圧性の向上とを図ることができる。
請求項５に記載の本発明は、金属板１として、その外面に予めろう材が被覆されたものを用い、ろう付けを高温の炉内で行うこととしたので、製造し易く、且つろう付けの信頼性と耐圧性の向上とを図り得る。即ち、ろう付け時にヘッダの形を特別に保持する治具等を不要とする。また、外面に被覆されたろう材が放射状の突き合わせ部４に均一に浸入し、継目のろう付け部の信頼性が向上する。それにより耐圧性の高いヘッダとなり得る。
上記方法により製造された熱交換器用ヘッダは、端蓋部３の体裁が良く、且つ耐圧性の高いヘッダとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に図面に基づいて、本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明の製造方法により製造されたヘッダ19の要部斜視図であり、図２〜図５はその製造工程を順に示す説明図である。
このヘッダを成形するには、先ず図２に示す如く、平板状の金属板１をプレス機械によりその外周を切断すると共に、多数のチューブ挿通孔14及び一対の孔15を穿設する。この例では、金属板１の長手方向の両端部２に、先端側に頂部となる三角形の山が連続した三角波状の端蓋部３を切断形成する。
【００１５】
また、図において上下両端には、ジグゾウパズルのはめ込み外周を形成する多数の先端部が膨出した凸部６と、それに整合する凹部８とを設ける。即ち、金属板１の上端に多数の膨出型の凸部６を並列すると共に、下端にそれと整合する凹部８を形成する。そして、端蓋部３の各谷10間に折り曲げ線９を位置して、図３の如く折り曲げて方形管状に形成する。図３において、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は側面図である。そして、管状の側部継目22において、凹部８と凸部６とが互いに嵌着し抜け止めされる。即ち、凸部６の先端に膨出部が形成されているため、それに整合する凹部８に嵌着することにより、側部継目22が平面方向に分離することがない。
【００１６】
次いで、図４に示す如く、端蓋部３を管体の軸線に対して、直角に折り曲げる。即ち、端蓋部３の各三角形の山の底辺でそれを直角に折り曲げる。すると、隣接する山の斜面の切断面どうしが、付き合わされて接触する。そしてその突き合わせ部４は中心から放射状に（Ｃ）の如く形成される。
次いで、一対の金型13によりヘッダ19の両端部を押圧成形する。この金型13は端蓋部３の最終形状に整合する凹陥部12を有する。そこで一対の金型13をヘッダ19の軸線方向から圧入し、突き合わせ部４の接触面どうしを圧着する。それにより端蓋部３において、各三角の切断面どうしは互いに密着すると共に、その端蓋部３がヘッダ19の軸線に対して直交する平坦面になる。なお、ヘッダ19を構成する金属板はその外面側に予めろう材が被覆されたものを用いる。
【００１７】
一方、図１に示す如く交互に並列された多数のチューブ16とフィン17とその並列方向の両端に配置されたサポート材18とにより予めコアを形成しておく。そして、そのコアのそれぞれのチューブ16をヘッダ19のチューブ挿通孔14に挿入すると共に、サポート材18の先端部を孔15に嵌着する。なお、ヘッダ19の側面には図示しない出入口パイプが取付られる。このようにして組み立てられた熱交換器は、少なくても各部品の一方側表面にろう材が被覆されてなり、組立体を高温の炉内に挿入し、一体的にろう付け固定する。このときヘッダ19の突き合わせ部４及び側部継目22は、その外表面に被覆されたろう材がそれらに浸入し、一体的に接合される。それと共に、チューブ挿通孔14とチューブ16との間、並びにサポート材18と孔15との間が、液密または気密に接合される。なおろう付けの際に、ヘッダ19はその形状を保持する格別の形状保持具を必要としない。
【００１８】
次に、図６は本発明の他の実施の形態を示し、ヘッダがヘッダ本体と蓋20との組み合わせからなる例であり、そのヘッダ本体は細長く、同図において一方側が開口されたものである。そしてその開口に蓋20の周縁の立ち上げ部が嵌着固定されるものである。このようなヘッダ本体は、図７に示す如く、金属板１をプレス機械により切断する。この場合にも長手方向両端には、三角波状の端蓋部３が形成され、その端蓋部３の谷10に折り曲げ線９が位置され、そして折り曲げ線９を山折にし、且つ端蓋部３の各三角形の底辺を山折とし、図６の如くヘッダ本体を形成するものである。そして、端蓋部３には複数の突き合わせ部４がその下端中心から放射状に形成されるものである。
【００１９】
次に、図８は本発明のヘッダ19の更に他の実施の形態を示し、このヘッダ19が図１のそれと異なる点は、全体が円形筒状に形成されたことである。そして端蓋部３は円盤状に形成され、その中心から多数の突き合わせ部４が放射状に形成されたものである。このようなヘッダ19は、一例として図９の如く金属板１をプレス成形により切断する。この例でも、金属板１の長手方向両端に三角波状の端蓋部３が形成されている。なお、図８において、端蓋部３の外面を曲面に形成する場合には、図９において各三角の二辺を僅かに円弧状に膨らませることにより実現できる。
【００２０】
なお、上記の説明による図２〜図５の成形順序は一例を示し、必ずしもこの順序でヘッダ19を形成する必要はない。例えば端蓋部３の端部を予め一定量折り曲げた状態で、金属板１を管状に形成してもよい。そして図４及び図５の状態において端蓋部３を完全に平坦に形成してもよい。また、図４及び図５において、ヘッダ19の端蓋部３は軸線に対して直行しているが、端蓋部３をある程度外側に丸みを持たせた曲面で形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の製造方法により形成されたヘッダ19の要部斜視図。
【図２】本発明のヘッダの製造方法の第１工程を示す説明図。
【図３】同第２工程を示す説明図。
【図４】同第３工程を示す説明図。
【図５】同第４工程を示す説明図。
【図６】本発明のヘッダの他の例を示す要部斜視図。
【００２２】
【図７】同ヘッダの製造工程を示す説明図。
【図８】本発明による更に他のヘッダ19の要部斜視図。
【図９】同ヘッダの製造工程を示す説明図。
【図１０】従来型ヘッダの製造方法の説明図。
【図１１】他の従来型ヘッダの説明図。
【図１２】更に他の従来型ヘッダの説明図。
【符号の説明】
【００２３】
１  金属板
２  端部
３  端蓋部
４  突き合わせ部
５  側部
６  凸部
７  側部
８  凹部
９  折り曲げ線
10  谷
【００２４】
12  凹陥部
13  金型
14  チューブ挿通孔
15  孔
16  チューブ
17  フィン
18  サポート材
19  ヘッダ
20  蓋
21  出入口パイプ
22  側部継目
23  変形部
23ａ  ろう付け代
【図１】
2005147523.tif 000003
【図２】
2005147523.tif 000004
【図３】
2005147523.tif 000005
【図４】
2005147523.tif 000006
【図５】
2005147523.tif 000007
【図６】
2005147523.tif 000008
【図７】
2005147523.tif 000009
【図８】
2005147523.tif 000010
【図９】
2005147523.tif 000011
【図１０】
2005147523.tif 000012
【図１１】
2005147523.tif 000013
【図１２】
2005147523.tif 000014